tese
Biotecnologia e bioinsumos: desempenho fisiológico e produção de metabólitos secundários em tomate e alho
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Arquivo retido a pedido da autoria, até junho de 2027.
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Universidade Federal de Lavras
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Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
Departamento
Programa de Pós-Graduação
Programa de PósGraduação em Plantas medicinais, Aromáticas e Condimentares
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Sociais
Tecnológico
Econômicos
Culturais
Tecnológico
Econômicos
Culturais
Áreas Temáticas da Extensão
Meio ambiente
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
ODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
ODS 3: Saúde e bem-estar
ODS 12: Consumo e produção responsáveis
ODS 13: Ação contra a mudança global do clima
ODS 3: Saúde e bem-estar
ODS 12: Consumo e produção responsáveis
ODS 13: Ação contra a mudança global do clima
Dados abertos
Resumo
Este estudo investigou estratégias biotecnológicas e bioinsumos para otimizar o desempenho agronômico e a produção de metabólitos secundários em Allium sativum (cv. Ito) e Solanum lycopersicum (cv. Ibiza) sob condições de estresse. O estudo integrou a análise da nutrição mineral e o uso de bioinsumos como ferramentas para aumentar a resiliência vegetal. No experimento com tomateiro, avaliou-se a eficácia de Azospirillum brasilense e Bacillus amyloliquefaciens na mitigação do estresse hídrico (100%, 50% e 25% de reposição de irrigação). A restrição hídrica reduziu a altura e conteúdo de DNA, porém a coinoculação bacteriana promoveu aumentos significativos no diâmetro do caule, comprimento de raiz e massa seca. Bioquimicamente, as bactérias modularam a homeostase redox, elevando a atividade das enzimas SOD, CAT e APX, além de influenciar o acúmulo de prolina e pigmentos fotossintéticos como estratégia adaptativa. A interação entre lâminas de irrigação e inoculantes também regulou a produção de fenólicos e flavonoides, reforçando o papel das bactérias promotoras de crescimento na plasticidade fisiológica da cultura. No experimento com alho cultivado in vitro, a disponibilidade de enxofre (S) demonstrou ser um fator determinante tanto para o desenvolvimento morfológico quanto para a identidade bioquímica da planta. A ausência total de enxofre (0,0 g L -1 ) inviabilizou a formação de bulbos e comprometeu drasticamente a biomassa total, evidenciando que este nutriente é indispensável para a transição do crescimento vegetativo para o produtivo. A dose de 0,16 g L -1 foi identificada como o ponto ótimo para o acúmulo de matéria seca nos bulbos e para o desenvolvimento de características morfológicas superiores, como maior área e diâmetro. Quanto ao metabolismo secundário do alho, o enxofre atuou como precursor essencial na biossíntese de tiossulfinatos, cujos teores nos bulbos aumentaram gradualmente com a suplementação, atingindo o pico na dose de 0,64 g L -1 . Observou-se uma modulação distinta entre crescimento e defesa: enquanto doses intermediárias favoreceram a biomassa, a dose mais elevada (1,28 g L -1 ) potencializou significativamente a capacidade antioxidante total (DPPH e ABTS) e os teores de compostos fenólicos nos bulbos, sugerindo um redirecionamento do fluxo metabólico para mecanismos de proteção em condições de excesso nutricional. Além disso, a suplementação de S influenciou a dinâmica de açúcares totais e compostos organossulfurados. Os resultados evidenciam que a nutrição mineral precisa de enxofre e o uso de bioinsumos microbianos constituem pilares complementares para uma agricultura sustentável e resiliente para as culturas estudadas.
Abstract
This study investigated biotechnological strategies and bio-inputs to improve agronomic performance and secondary metabolite production in Allium sativum (cv. Ito) and Solanum lycopersicum (cv. Ibiza) under stress conditions. The study integrated the analysis of mineral nutrition and the use of bio-inputs as tools to increase plant resilience. In the tomato experiment, the efficacy of Azospirillum brasilense and Bacillus amyloliquefaciens in mitigating water stress (100%, 50%, and 25% supervision regulation) was evaluated. Water restriction hindered height and DNA content, but bacterial co-inoculation promoted significant increases in stem diameter, root length, and dry mass. Biochemically, the bacteria modulated redox homeostasis, increasing the activity of SOD, CAT, and APX enzymes, as well as influencing the accumulation of proline and photosynthetic pigments as an adaptive strategy. The interaction between surface viewing slides and inoculants also regulates the production of phenolics and flavonoids, reinforcing the role of growth-promoting bacteria in the physiological plasticity of the crop. In the experiment with garlic cultivated in vitro, the availability of sulfur (S) proved to be a determining factor for both the morphological development and the biochemical identity of the plant. The total absence of sulfur (0.0 g L-1 ) prevented bulb formation and significantly compromised total biomass, demonstrating that this nutrient is essential for the transition from vegetative to productive growth. A dose of 0.16 g L-1 was indicated as the optimum point for the accumulation of dry matter in the bulbs and for the development of superior morphological characteristics, such as greater area and diameter. Regarding the secondary metabolism of garlic, active sulfur acts as an essential precursor in the biosynthesis of thiosulfinates, whose levels in the bulbs gradually increased with supplementation, reaching a peak at a dose of 0.64 g L1. We observed a distinct modulation between growth and defense: while moderate doses favored biomass, a higher dose (1.28 g L-1 ) significantly potentiated the total antioxidant capacity (DPPH and ABTS) and the levels of phenolic compounds in the bulbs, evidencing a redirection of metabolic flow towards protective mechanisms under conditions of nutritional excess. Furthermore, S supplementation influenced the dynamics of total sugars and organosulfur compounds. The results show that mineral nutrition needs sulfur and the use of microbial bio-inputs are complementary pillars for sustainable and resilient agriculture for agricultural crops.
Descrição
Área de concentração
Agronomia
Linha de pesquisa
Manejo e cultivo
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
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Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
FREITAS, Camila Garcia de. Biotecnologia e bioinsumos: desempenho fisiológico e produção de metabólitos secundários em tomate e alho. 2026. 95 p. Tese (Doutorado em Plantas medicinais, Aromáticas e Condimentares) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.
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